高压发电机同样适用于传统发电机的转子结构，因此在商压发电机中只有跟电机定子结构相关的设计需要改进。

　　为了使发电机获得高电压输出，电枢铁芯的桁形开得很深，以保证每梢中能 够安放足够的电缆匝数。高压发电机的定子由叠装钢片组成的层叠铁芯组成，定 子槽的齿由外向内指向电机的转子。为适应绕组绝缘厚度逐匝递增的需要，槽型由多个直径逐个递增的圆相串而成，每个圆中安放一根电缆，这样齿的宽度由里到外基本相等，使其中的磁场强度保持均匀，降低齿中的损粍。高压发电机定子 的剖视图及定子槽的温度分布如图1-4所示。

　　对旋转电机的设计进行优化时，设计磁路的槽和齿是其中非常关键的步骤。 对于像高压发电机这样的高压发电机，串联绕组匝数更多，需要有很深的槽。同时，应当将槽齿设计得尽可能宽，以降低电机内部的励磁量和损耗。对电缆线圈而言，靠近转子侧部分不需要很厚的绝缘层，因此向着转子方向槽的横截面可以设计得较小;而对于远离转子的电缆线圈，其所需的绝缘层比较厚，在背着转子方向，槽的横截面应当设计得较大。

　　事实上，高压发电机绕组由大量不同尺寸的电缆绕制而成，绕组加工中的处理能力决定了每根电缆所能达到的最大长度，而电缆接头的数目则取决于每根电缆的长度。用成型的高压XLPE电缆制作定子绕组，同时在电缆和槽壁之间插入一个三角形硅橡胶管,以保证电缆的固定。每个槽里相隔一定距离就有一个圆形孔，两圆孔之间形成窄的腰，像车链条，并且固定电缆的一侧圆弧较小，造成其定子结构与传统发电机明显不同。特殊的定子槽形及采用多层同心式绕组，使得高压发电机端部结构也比传统发电机复杂。

　　由于定子绕组电缆采用分级绝缘，定子齿宽的均勻性可以得到保证，通过这样的设计，即使是叠压铁芯也可以得到优化利用。电缆穿过定子梢就可以形成绕 组，它的尺寸由系统电压和电功中的最大值决定。定子绕组中的各匝绕组对地电位各不相同，因此各处绕组的尺寸也不相同。虽然电缆绕组不会出现槽内气隙的放电和槽口处的电晕放电，但是最外层的股线应该有一个或者几个采用不绝缘设计，使得内部半导体层 和股线的电势相等。随欢离压发电机定子电压的大幅提高,定子电流显著低于同功率的常规发电机，这意味着端部绕组承受的机械力降 低，相对于常规发电机，绕组端部的固定问题得到明显简化。绕组电缆在高压发电机定子槽中的固定方式如图1-5所示。

　　对常规发电机而言，其定子绕组采用双层设计，槽齿比较短。相比之下,高压发电机采用多层绕组设计，定子开槽很深, 而且齿很长，从机械角度而言，容易造成齿弯曲和刚度下降,导致低频共振的产生。从确保电缆与叠压铁芯间具备有良好电接触的角度出发,同时减少由于电缆在槽中振动所引起的半导体层磨损，电缆必须固定在齿槽内部。

　　设计常规电机的原则是：以在满足电机性能指标为前提,确定最佳几何尺寸和参数,使制造成本最小化,这属于优化设计的范畴。同样地,高压发电机的设 计也需要优化。例如,定子铁芯和定子绕组的结构优化问题、较佳的性价比的选择问题等。

　　作为近年发展起来的新型发电设备,高压发电机在提高机组容量和增加耐压等级时需要首先解决一些理论问题,其中机械强度和机械振动是定子齿设计时首 要关心的问题,而机组的发热和冷却问题等也需要开展进一步的研究。

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